Біоремедіація важких металів з ґрунту: огляд принципів і критеріїв використання

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.33730/2077-4893.3.2020.211521

Ключові слова:

мікроорганізми, фітотоксичність, рослина, ґрунт, важкі метали

Анотація

Фактори забруднення, що виникають у нашому середовищі, впливають на якість життя людей, а також на життєдіяльність рослинного і тваринного світу. Забруднення навколишнього середовища відбувається в різних його складових, таких як: повітря, вода, ґрунт. Такий негативний вплив може бути комплексним і відбуватися одночасно у повітряному, водному і едафічному середовищах. Його можна виявити за рівнем хронічного ефекту забруднення, рівень гострої токсичності якого буде проявлятися внаслідок акумуляції. Небезпечна концентрація полютанта визначається його типом і токсичними властивостями. Хоча відомо, що деякі органічні забруднювачі можуть мати токсичні та канцерогенні ефекти у мінімальній концентрації, і діяти на клітинному рівні, оскільки біохімічна деградація органічної речовини відбувається досить повільно. Іони важких металів потрапляють у ланцюги живлення з ґрунту і рослин, досягаючи гострих токсичних рівнів у метаболізмі людини та тварин. З цієї причини дуже важливо видаляти з ґрунту сполуки та іони важких металів методом біоремедіації, крім звичайних методів, оскільки останні є досить ефективними. У цьому дослідженні узагальнено методи, що застосовуються для біоремедіації, та проаналізовано доцільність їх використання для видалення деяких важких металів з ґрунту. Також проаналізовано визначення рівня токсичності важких металів у рослинах, які використовуються для фіторемедіації. У статті наводяться сучасні методи фіторемедіації, які можуть бути застосовані для очищення ґрунтів та ефективність використання з цією метою певних видів рослин.

Біографії авторів

Шукру Дурсун, Технічний університет, м. Конія

Sukru Dursun

Людмила Юріївна Симочко, Ужгородський національний університет

кандидат біологічних наук, доцент

Хайсен Манколлі, Мерілендський університет

доктор наук, професор

Посилання

Verma, J.P. & Jaiswal, D.K. (2016). Book review: advances in biodegradation and bioremediation of industrial waste. Front Microbiol., 6, 1–2 [in English].

Frutos, FJ.G. et al. (2010). Bioventing remediation and ecotoxicity evaluation of phenanthrene-contaminated soil. Journal Hazard. Mater., 183, 806–813 [in English].

Smith, E. et al. (2015). Remediation trials for hydrocarbon-contaminated soils in arid environments: evaluation of bioslurry and biopiling techniques. Int. Biodeterior. Biodegradation, 101, 56–65 [in English].

Sui, H & Li, X. (2011). Modeling for volatilization and bioremediation of toluene-contaminated soil by bioventing. Chin. Journal Chem. Eng., 19, 340–348 [in English].

Kim, S., Krajmalnik-Brown, R., Kim, J-O. & Chung, J. (2014). Remediation of petroleum hydrocarboncontaminated sites by DNA diagnosis-based bioslurping technology. Sci. Total. Environ., 497, 250– 259 [in English].

Firmino, PIM. et al. (2015). Understanding the anaerobic BTEX removal in continuous-flow bioreactors for ex situ bioremediation purposes. Chem. Eng. Journal, 281, 272–280 [in English].

Gomez F. & Sartaj M. (2014). Optimization of field scale biopiles for bioremediation of petroleum hydrocarbon contaminated soil at low temperature conditions by response surface methodology (RSM). Int. Biodeterior. Biodegradation, 89, 103–109 [in English].

Khudur, L.S. et al. (2015). Evaluating the efficacy of bioremediating a diesel-contaminated soil using ecotoxicological and bacterial community indices. Environ. Sci. Pollut. Res., 22, 14809–14819 [in English].

Philp, J.C. & Atlas, R.M. (2005). Bioremediation of contaminated soils and aquifers. Bioremediation: applied microbial solutions for real-world environmental cleanup. 139–236 [in English].

Whelan, M.J. et al. (2015). Fate and transport of petroleum hydrocarbons in engineered biopiles in polar regions. Chemosphere, 131, 232–240 [in English].

Barr D. (2002). Biological methods for assessment and remediation of contaminated land: case studies. Construction Industry Research and Information Association, London, UK [in English].

Coulon, F. et al. (2010). When is a soil remediated? Comparison of biopiled and windrowed soils contaminated with bunker-fuel in a full-scale trial. Environ. Pollut. 158, 3032–3040 [in English].

Khan, F.I., Husain, T. & Hejazi, R. (2004). An overview and analysis of site remediation technologies. Journal Environ. Manag., 71, 95–122 [in English].

Maila MP., Colete T.E. (2004). Bioremediation of petroleum hydrocarbons through land farming: are simplicity and cost-effectiveness the only advantages? Rev. Environ. Sci. Bio. Biotechnol., 3, 349–360 [in English].

Hohener, P. & Ponsin, V. (2014). In situ vadose zone bioremediation. Curr. Opin. Biotechnol., 27, 1–7 [in English].

Kao, C.M. et al. (2008). Application of in situ biosparging to remediate a petroleum hydrocarbon spill site: field and microbial evaluation. Chemosphere, 70, 1492–1499 [in English].

Meagher, R.B. (2000). Phytoremediation of toxic elemental organic pollutants. Curr. Opin. Plant. Biol., 3, 153–162 [in English].

Kuiper, I., Lagendijk, E.L., Bloemberg, G.V. & Lugtenberg, B.J. (2004). Rhizoremediation: a Beneficial Plant-Microbe Interaction. Mol. Plant. Microbe. Interact, 7, 6–15 [in English].

Lee, J.H. (2013). An overview of phytoremediation as a potentially promising technology for environmental pollution control. Biotechnol. Bioprocess. Eng., 18, 431–439 [in English].

Valeria Bondar, Natalia Makarenko & Lyudmyla Symochko. (2019). Lead mobility in the soil of different agroecosystems. International Journal of Ecosystems and Ecology Sciences (IJEES), 9 (4), 709–716 [in English].

de-Bashan, L.E., Hernandez, J-P. & Bashan, Y. (2012). The potential contribution of plant growth-promoting bacteria to reduce environmental degradation — a comprehensive evaluation. Appl. Soil. Ecol., 61, 171–189 [in English].

Yancheshmeh, J.B., Khavazi, K., Pazira, E. & Solhi, M. (2011). Evaluation of inoculation of plant growth-promoting rhizobacteria on cadmium uptake by canola and barley. Afr. Journal Microbiol. Res., 5, 1747–1754 [in English].

M’rassi, A.G., Bensalah, F., Gury, J. & Duran, R. (2015). Isolation and characterization of different bacterial strains for bioremediation of n-alkanes and polycyclic aromatic hydrocarbons. Environ. Sci. Pollut. Res Int., 22, 15332–15346 [in English].

Wang, X. et al. (2012). Effect of bio stimulation on community level physiological profiles of microorganisms in field-scale biopiles composed of aged oil sludge. Bioresour. Technol., 111, 308–315 [in English].

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-09-07

Номер

Розділ

ЕКОЛОГІЯ